奎屯河流域平原区地下水水化学特征及成因分析

摘要

奎屯河流域是中国西北干旱内陆地区典型的地下水高氟、高砷区,由于该地水资源匮乏,地下水是奎屯河流域农业灌溉、工业及生活供水的主要水源. 识别奎屯河流域地下水水化学特征、演变规律及其形成原因对于合理开发利用与保护管理该流域地下水资源,保障流域社会经济可持续发展与生态安全具有重要意义. 为评价奎屯河流域平原区地下水质量及变化趋势,于2017—2019年采集地下水样品316组,综合运用描述性统计、空间分析、Piper三线图、Gibbs图、离子比值法、饱和指数等方法系统分析了地下水水化学组分空间分布、水化学特征、演变规律和成因. 结果表明:①地下水化学组分在空间分布上存在较大的离散型和波动性,山前砾质平原区潜水化学类型为HCO3%SO4-Na%Ca型,细土平原区潜水为SO4%Cl-Na%Ca型,承压水为HCO3-Na%Ca、HCO3%SO4%Cl-Na型. ②地下水中离子主要来源于岩石溶滤与蒸发浓缩作用,其中K+、Na+主要来源于岩盐溶解,SO4 2－、Cl－主要来源于蒸发岩溶解,Mg2+和Ca2+部分来源于蒸发岩溶解,部分来源于硅酸盐和碳酸盐溶解. CaCO3 及CaMg(CO3) 2 在细土平原区潜水中呈饱和状态,在承压水及砾质平原区潜水中未饱和,而CaSO4 在地下水中均未达饱和.③研究区地下水均发生了不同程度的阳离子交替吸附作用,作用的强弱程度表现为细土平原区承压水＞细土平原区潜水＞砾质平原区潜水. 研究显示,研究区由南向北离子浓度逐渐增大,蒸发岩溶解为离子的主要来源.